BUDOWA, NAZEWNICTWO I OTRZYMYWANIE SOLI

Sole to związki o wzorze ogólnym M_nR_m , gdzie M oznacza metal, a R resztę kwasową. Wartości liczb n i m zależą od wartościowości metalu i reszty kwasowej. Każda sól pochodzi od jednego określonego kwasu i jednego konkretnego wodorotlenku, np.: Na₂CO₃ (NaOH i H₂CO₃).

Nazwy soli wskazują na kwasy i wodorotlenki od których te sole pochodzą. Wartościowość niemetalu w reszcie kwasowej oraz metalu podaje się w nawiasach. Sole pochodzące od kwasów beztlenowych przyjmują końcówkę -ek, natomiast sole kwasów tlenowych mają końcówkę -an. Czasami używa się jeszcze nazw tradycyjnych. Przykłady soli wraz z prawidłowymi nazwami ilustruje poniższa tabela.

wzór soli	nazwa	nazwa tradycyjna
NaCl	chlorek sodu	chlorek sodu
Cu2S	siarczek miedzi (I)	siarczek miedzi
FeCl3	chlorek żelaza (III)	chlorek żelaza
K2SO4	siarczan (VI) potasu	siarczan potasu
MgSO3	siarczan (IV) magnezu	siarczyn magnezu
Ca(NO3)2	azotan (V) wapnia	azotan wapnia
KNO2	azotan (III) potasu	azotyn potasu
Na3PO4	fosforan (V) sodu	fosforan sodu
Fe3(PO4)2	fosforan (V) żelaza (II)	fosforan żelaza

Otrzymywanie

Do najważniejszych metod otrzymywania soli należą:

1. reakcja kwasu z zasadą (reakcja zobojętnienia)

np.: HCl + NaOH → NaCl + H₂O

2HNO₃ + Ca(OH)₂ → Ca(NO₃)₂ + 2H₂O

2. reakcja tlenku niemetalu z zasadą

np.: SO₃ + Mg(OH)₂ → MgSO₄ + H₂O

CO₂ + 2KOH → K₂CO₃ + H₂O

3. reakcja tlenku metalu z kwasem

np.: MgO + 2HCl → MgCl₂ + H₂O

CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O

4. reakcja tlenku metalu z tlenkiem niemetalu

np.: CaO + CO₂ → CaCO₃

Na₂O + N₂O₅ → 2NaNO₃

5. reakcja kwasu z metalem

np.: 2HCl + Mg → MgCl₂ + H₂

H₂SO₄ + Zn → ZnSO₄ + H₂

Przykład: Zaproponować różne metody otrzymywania siarczanu (IV) cynku

ZnSO₃

1. H₂SO₃ + Zn(OH)₂ → ZnSO₃ + 2H₂O

2. H₂SO₃ + ZnO → ZnSO₃ + H₂O

3. SO₂ + Zn(OH)₂ → ZnSO₃ + H₂O

4. SO₂ + ZnO → ZnSO₃

5. H₂SO₃ + Zn → ZnSO₃ + H₂

ROZPUSZCZALNOŚĆ SUBSTANCJI. RODZAJE ROZTWORÓW

Roztworem nazywa się jednorodną mieszaninę dwóch lub więcej substancji. Każdy roztwór składa się z co najmniej jednej substancji rozpuszczonej i rozpuszczalnika. Rozróżnia się roztwory stałe (np.: stopy metali), ciekłe (np.: kwas solny, woda gazowana) i gazowe (np.: powietrze). W praktyce najczęściej mamy do czynienia z roztworami ciekłymi, w których rozpuszczalnikiem jest woda.

Rozpuszczalnością nazywa się liczbę gramów substancji rozpuszczonej w 100 g rozpuszczalnika w danej temperaturze i pod określonym ciśnieniem.

Roztwór, w którym rozpuszczono maksymalną w danej temperaturze ilość substancji nazywa się roztworem nasyconym. Oprócz roztworów nasyconych istnieją także roztwory nienasycone i przesycone.

Rozpuszczalność większości substancji stałych w wodzie rośnie wraz ze wzrostem temperatury, natomiast rozpuszczalność gazów maleje wraz ze wzrastającą temperaturą. Zależność rozpuszczalności substancji od temperatury przedstawia się na wykresie w postaci tak zwanych krzywych rozpuszczalności (patrz podręcznik str.105). Na osi odciętych zaznacza się temperaturę roztworu w stopniach Kelvina lub Celcjusza, a na osi rzędnych rozpuszczalność substancji (w gramach na 100g wody).

Przykład: Obliczyć rozpuszczalność azotanu potasu KNO₃ w temperaturze 338K

wiedząc, że w tej temperaturze w 20g wody rozpuszcza się 24g tej soli.

w 20g wody w temp. 338K rozpuszcza się - 24g KNO₃

a więc w 100g wody w tej temp. rozpuszcza się - x g KNO₃

x = 100g • 24g/ 20g = 120g

Odp: Rozpuszczalność KNO₃ w temp. 338K wynosi 120g.

STAN RÓWNOWAGI

Jeśli do roztworu nasyconego wprowadzi się dodatkową porcję substancji to równocześnie taka sama ilość substancji wydziela się w postaci kryształu. Między roztworem nasyconym a nadmiarem substancji rozpuszczanej ustala się tzw. stan równowagi dynamicznej (w jednostce czasu między roztworem a nadmiarem substancji są wymieniane jednakowe ilości cząsteczek). Dla każdej temperatury istnieje inny stan równowagi. Obniżenie temperatury powoduje wydzielanie się danej substancji z roztworu w postaci kryształu (krystalizacja), podczas gdy ze wzrostem temperatury więcej cząsteczek przechodzi z kryształu do roztworu (rozpuszczanie).

W niektórych przypadkach obniżenie temperatury roztworów nasyconych nie powoduje wykrystalizowania nadmiaru substancji (np.: gdy brak tzw. zarodka krystalizacji). Mamy wówczas do czynienia z roztworami przesyconymi. Tak więc w roztworach przesyconych w danej temperaturze stężenie substancji rozpuszczonej jest większe niż to wynika z jej rozpuszczalności.

W roztworach nienasyconych stężenie substancji jest mniejsze niż to wynika z rozpuszczalności tej substancji.

Jeśli na układ będący w stanie równowagi wywiera się jakieś działanie zewnętrzne (np.: zmienia się temperaturę lub ciśnienie) to układ reaguje w ten sposób, że stara się przeciwdziałać tym zmianom. Zasada ta jest treścią tzw. reguły przekory Le Chateliera-Brauna.

Oznacza to że jeśli np.: podwyższymy temperaturę podczas rozpuszczania substancji, któremu towarzyszy wydzielanie się ciepła to układ zareaguje w kierunku obniżenia temperatury poprzez zmniejszenie rozpuszczalności. Jeśli natomiast procesowi rozpuszczania towarzyszy pobieranie ciepła z otoczenia to wraz z podwyższeniem temperatury rozpuszczalność substancji wzrośnie.

Strona w internecie: http://www.chemia.px.pl/związki nieorganiczne

http://republika.pl/chemiapodstawowa/roztwory

/związki chemiczne/sole

Polecenia:

1. Z jakich kwasów i z jakich zasad powstały następujące sole?

Napisać odpowiednie równania reakcji oraz nazwać sole:

Fe₃(PO₄)₂; CaS; Cu(NO₂)₂

2. Podać nazwy soli o wzorach:

Ag₂SO_4; Ca₃(PO₄)₂; FeCl₂

3. Ułożyć równania reakcji otrzymywania siarczanu (VI) magnezu poznanymi

metodami.

4. Ile gramów saletry potasowej (KNO₃) potrzeba do nasycenia 40g wody

o temperaturze 20^oC, jeżeli rozpuszczalność w tej temperaturze wynosi 32g?

mgr Małgorzata Iciek

1

---